唐 雷，周 瑶，曾宪春，王玉权，王荣品(贵州省人民医院放射科，贵州 贵阳 550002)

颅脑CT平扫是颅脑外伤、神经系统急诊的首选检查方法，同时在神经系统疾病诊断及临床疗效评估等方面具有重要意义。如何在保障图像质量及诊断效能的同时控制辐射剂量，尤其是对辐射及散射线更为敏感的婴幼儿患者，一直受到关注。单一降低管电压可明显减少辐射剂量，但图像噪声往往明显增加。第3代双源CT高级建模迭代重建(advanced modeled iterative reconstruction， ADMIRE)技术能有效降低噪声和改善图像质量，目前多用于胸部、腹部、冠状动脉、血管成像等方面的低剂量研究[1-4]。本研究采用中华田园犬颅脑模拟婴幼儿颅脑，探讨第3代双源CT低剂量扫描结合ADMIRE技术在颅脑CT平扫中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 实验动物 选择10只健康成年中华田园犬，雌雄不限，体质量11～15 kg，由贵州医科大学实验动物中心提供，实验动物许可证号SCXK(黔)2012-0001。本研究经医院动物伦理委员会论证通过。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Force第3代双源CT扫描仪。腹腔注射麻醉(2.5%戊巴比妥，1 ml/kg体质量)动物后，右侧卧位保定于扫描床上，分别以不同条件行颅脑轴位扫描，获得3组图像：A组，管电压100 kV，采用滤波反投影算法(filtered back-projection， FBP)重建，卷积函数Hr40；B组，管电压80 kV，C组，管电压70 kV，均采用ADMIRE重建，重建强度设置3级[4-6]，卷积函数Hr40。其他扫描参数保持一致：采用CARE Dose 4D模式，探测器宽度192×0.6 mm，螺距0.8，层厚和层间距均为5 mm。

1.3 辐射剂量 记录不同扫描条件下的CT剂量指数(CT dose index， CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product， DLP)，计算有效剂量(effective dose， ED)，ED=k×DLP，颅脑转换系数k=0.0 021 mSv/(mGy·cm)[7]。

1.4 图像质量评价 由2名放射科主治医师分别对3组重建图像以盲法进行评分。主要观察脑内解剖结构，如脑实质、脑回、脑沟、脑池、脑室等显示清晰程度、图像颗粒感、有无伪影等。主观图像质量评分采用5分制：1分，图像质量不合格，脑内解剖结构显示模糊不清，伪影明显，完全不能达到诊断要求；2分，图像质量较差，脑内解剖结构显示不清晰，存在伪影，尚不能满足诊断要求；3分，图像质量一般，大部分脑内解剖结构可以显示，存在轻度伪影，可满足基本诊断要求；4分，图像质量较好，脑内解剖结构显示比较清晰；5分，图像质量优，脑内解剖结构及细节显示清晰，无明显伪影。评分≥3分为可满足诊断要求。

客观评价指标方面，在基底核层面选择左右侧皮髓质交界区脑组织、一侧侧脑室三角区脑脊液和背景放置ROI，面积为0.05 cm2，测量其CT值和噪声(SD)，计算SNR和CNR。SNR=CT值/背景SD，CNR=(脑组织CT值-脑脊液CT值)/背景噪声，其中脑组织CT值为两侧的平均值。

1.5 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。计量资料用±s表示，A、B与C组间CTDIvol、DLP、ED、SD、SNR及CNR比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验；3组间主观评分的比较采用Kruskal-WallisH检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 辐射剂量 A、B和C组的CTDIvol分别为(32.13 ± 0.11)mGy、(16.57 ± 0)mGy和(12.99 ± 3.74)mGy，差异有统计学意义(F=946.40，P<0.01)，DLP分别为(291.91±55.43)mGy·cm、(155.45±26.62)mGy·cm和(101.91±17.28)mGy·cm，差异有统计学意义(F=115.44，P<0.01)，ED分别为(0.61±0.12)mSv、(0.33±0.06)mSv和(0.21±0.04)mSv，差异有统计学意义(F=115.44，P<0.01)。与A组比较，B组和C组ED分别减少45.90%和65.57%。

2.2 客观图像质量评价 A、B、C组间图像噪声、SNR、CNR总体差异均有统计学意义(P均<0.05，表1)，两两比较差异亦均有统计学意义(P均<0.05)。与A组比较，B组脑组织、脑脊液和背景噪声分别升高3.24%、9.24%和13.07%，脑组织和脑脊液SNR分别升高4.34%、3.99%，CNR升高4.82%。

2.3 主观质量评分 2名医师对A、B、C组图像的主观质量评分见表2、图1，3组间图像质量评分差异有统计学意义(χ2=41.538，P<0.001)。A组和B组的图像质量评分均≥3分，脑内解剖结构可较清晰显示，伪影不明显，均可满足诊断要求；C组图像脑内解剖结构模糊不清，颗粒感重，伪影明显，评分均<3分，不能满足诊断要求。

表1 3组图像噪声、SNR、CNR比较(±s)

表1 3组图像噪声、SNR、CNR比较(±s)

组别脑组织噪声脑脊液噪声背景噪声脑组织SNR脑脊液SNRCNR A组2．16±0．362．49±0．481．69±0．3323．96±5．7112．54±2．1611．41±4．56 B组2．23±0．482．72±0．561．91±0．6225．00±7．6713．04±3．2311．96±5．74 C组2．94±0．553．36±0．732．47±0．8820．83±7．1510．75±3．4310．08±4．26 F值24．8116．1911．578．504．347．37 P值<0．01<0．01<0．01<0．010．01<0．01

图1 犬颅脑CT平扫图像 A.A组图像，ED为0.70 mSv，2名医师主观评分分别为4分和5分； B.B组图像，ED为0.36 mSv，2名医师主观评分均为4分； C.C组图像，ED为0.24 mSv，2名医师主观评分均为2分

表2 2名医师对3组图像质量主观评分结果(例)

3 讨论

婴幼儿对射线敏感，但临床工作中部分婴幼患儿需接受反复多次颅脑CT检查，难以避免辐射损害。为降低辐射剂量，对成人，可通过离体颅脑标本或小型猪研究低剂量扫描的可行性[8-9]。对于婴幼儿颅脑扫描，有学者[10]采用新西兰大白兔模拟新生儿颅脑行低剂量研究，但其头围小于婴幼儿。成年中华田园犬头围接近婴幼儿(本组动物体质量11～15 kg)，故本研究以其作为模型模拟婴幼儿颅脑行相关低剂量研究。

颅脑组织结构呈低对比，低剂量扫描具有一定局限性。减少辐射剂量的方法包括改变扫描参数(如降低管电压、降低管电流、自动管电压调节、自动管电流调节、增大螺距等)、优化图像质量(如采用不同的迭代重建算法)等，其中降低管电压在减少辐射剂量方面效率较高，可使辐射剂量呈指数级减少。但单纯降低管电压必然引起图像噪声增加，降低图像质量及诊断效能。Rompel等[11]采用第3代双源CT以70 kV管电压对42名3岁以下的婴幼儿进行胸部血管成像，并与第2代128排双源CT管电压为80 kV的图像对比，结果显示70 kV血管成像可在降低辐射的同时提供良好的图像质量。曾芳等[12]采用70 kV管电压对45例先天性心脏病患儿进行心脏CTA，亦在降低辐射剂量的同时获得了良好的图像质量。第3代双源CT提供9个可供选择的管电压等级，本研究参照目前临床常用扫描方案选择100 kV作为对照组(A组)，设定80 kV(B组)、70 kV(C组)为低剂量组进行研究，结果显示，随着管电压降低，B、C两组CTDIvol、DLP、ED均有不同程度减低，辐射剂量逐级递减。与常规100 kV组比较，80 kV、70 kV组ED分别减少了45.90%、65.57%。但是，随着辐射剂量明显减少，C组(70 kV)图像质量明显降低，解剖结构显示不清晰，伪影明显，无法满足诊断要求，因此推测对于婴幼儿颅脑CT平扫，不宜使用70 kV超低管电压扫描。

近年来，迭代重建算法发展迅速，可用于补偿降低辐射剂量带来的图像质量下降问题[13-15]。ADMIRE技术是目前最新的迭代重建算法，其在原始数据域及图像域中运用了“统计模型”，正向投影产生“虚拟原始数据”，再与探测器实际采集的投影数据进行反复比较，以消除伪影和误差，之后进一步对图像数据域进行降噪处理，最终获得更高质量的图像[11,16]。目前对于ADMIRE技术的研究主要集中于胸部、腹部CT及冠状动脉CTA等方面[17-18]。Park等[17]对100例妇科癌症患者行胸腹盆联合CT增强扫描，50例采用自动管电压结合基于原始数据的迭代重建(sinogram affirmed iterative reconstruction， SAFIRE)，50例采用自动管电压结合ADMIRE重建，结果表明ADMIRE重建可降低40%辐射剂量，同时提供良好的图像质量。ADMIRE重建强度分为1～5级。既往研究[3]认为高强度迭代重建图像过于平滑、浮雕感强，因此本研究选择3级强度对CT图像进行重建，发现80 kV组ADMIRE 3级重建图像脑内解剖结构显示清晰，边缘锐利度较好，无明显浮雕感，主观评分可满足临床诊断要求。不同低剂量条件下，ADMIRE对图像质量的影响有所不同。本研究中，管电压从100 kV降至80 kV(辐射剂量减少45.90%)时图像噪声有所增加，但SNR及CNR反而轻度升高，提示ADMIRE技术能在低剂量条件下优化图像质量；但管电压进一步降低至70 kV(辐射剂量减少65.57%)时，图像噪声、SNR和CNR均明显降低，图像质量下降，无法满足诊断需求，提示ADMIRE技术优化图像的能力在70 kV条件下有所下降。由此可推测，对于颅脑CT平扫检查，80 kV管电压联合ADMIRE可同时满足图像质量和辐射剂量的双重需求；70 kV超低管电压扫描，虽然辐射剂量大幅降低，但ADMIRE提升图像质量的能力受限，图像质量和诊断效能均无法得到保证。

本研究样本量较小，且未能比较ADMIRE 5个强度级别重建图像质量的差异，尚需进一步研究ADMIRE各个强度在不同扫描条件下提高图像质量的效能。根据本研究结果推测，对于需要进行颅脑CT平扫的婴幼儿患者，第3代双源Force CT 80 kV管电压结合ADMIRE重建的方法简单易行，值得推广。